一、概論
量子是現代數學的重要概念，與精典化學有根本的區別，提供了全新的原理和思索形式。量子具有不確定性和不可檢測性，量子的世界不遵守精典數學學定理，因而人們對量子世界的探求存在好多困難。通過科學家的不斷探求，在量子信息研究領域有了許多的突破，其中形成了量子通訊這一新興技術。目前量子通訊主要有兩種應用量子糾纏 通訊，一種是較為成熟的量子密碼通訊，一種是量子隱型傳送。2012年度諾貝爾化學學獎，美國科學家塞爾日?阿羅什與英國科學家大衛?維因蘭德實現了對單個原子的檢測和控制，阿羅什的工作是塑造出一個微波腔，依靠單個原子在微波腔中會幅射或吸收單個光子的特點，實現了操縱單個光子。而維因蘭德則制造出了一個離子阱，先用光來打動離子，然后用激光冷卻離子，從而對離子進行檢測和控制。量子估算和精密檢測有了弄成現實的可能性。
二、量子糾纏
空間是歐幾里德空間的一個推廣，不再局限于有限維，是一個完備的空間，其上所有的柯西序列等價于收斂序列，因而微積分中的大部份概念都可以無障礙地推廣到空間中。能用空間中的一個矢量表示的量子系也稱為純態，反之，假如不是處于確定的態而是以某一種概率分布的，稱之為混合態。一般量子比特表示為：|Ψ〉=α|0〉+β|1〉，|α|2+|β|2=1（疊加態方式）。兩個純態|Ψ1〉和|Ψ2〉的線性疊加所描述的量子態|Ψ〉=c1|Ψ1〉+c2|Ψ2〉對應空間的一個矢量，也是一個純態。經過檢測的量子態會坍縮到|0〉或|1〉，這個過程是不可逆的。這是二維空間中量子態的描述，類似于三維球面上的一個點。在具有n個量子態的系統中，狀態空間由2n個基向量組成。在未對系統進行操作之前量子糾纏 通訊，量子態可能為2n中的一個，與精典儲存系統相比，量子系統能在某一時刻保持2n個狀態，因而量子系統具有更大的估算潛力。愛因斯坦不愿承認并稱之為“幽靈般的超距作用（nce）”的量子糾纏，指兩個互相獨立的粒子可以互相影響，對其中一個粒子進行觀測可以即時地影響到其它粒子，無論它們之間的距離有多遠。量子糾纏描述了量子子系統互相影響的現象，對一個子系統的檢測頓時影響了其他子系統的狀態。一個由|ΨA〉和|ΨB〉兩個子系統組成的復合系統|Ψ〉，假如可以表示為|ΨA〉×|ΨB〉，則|Ψ〉處于直積態，否則處于糾纏態。常見的糾纏態有：兩個粒子構成的bell基，三個粒子構成的GHZ態等。二粒子純態糾纏的研究最為建立，bell態是量子通訊中最基本的糾纏資源。處于bell態的兩個糾纏粒子稱為EPR對。四維空間中的正交完備基稱為bell基。在量子通訊中，最常用的檢測方式是bell基檢測。
三、量子糾纏的應用
目前量子通訊的兩種主要方法：量子密碼通訊和隱型傳送。量子密碼或量子秘鑰分配是借助了觀測通常會干擾被觀測系統的量子熱學原理來實現的。量子的不可分割性和量子態的不可復制性保證了信息的不可監聽和破解，從而實現根本上、永久性解決信息安全問題的目標。量子隱型傳態需構建在精典化學信道的基礎上就能實現。在研究量子領域初期，人們最感興趣的一個問題是能夠借助量子糾纏實現超光速通訊，這個問題的答案是否定的，緣由在于量子的不可克隆性，僅借助量子糾纏系統未能傳遞具體信息，要將原量子態的全部信息提取下來，需分別按照其精典信息和量子信息來構造，因而未能實現頓時傳輸。量子隱型傳態借助量子糾纏態作為通道,借助量子作為載體,把信息從一個地方傳遞到另一個地方。量子隱型傳態的任務可以簡單地描述為：假定存在一對共享的量子比特為A、B，借助A、B來傳送量子態C。將A、B分別放在系統的兩端，現將量子比特A和C作幺正變換，檢測后得到兩個精典量子比特的信息，在這個過程中兩個量子比特被破壞。量子比特B現今包含了關于C的信息，但觀測者仍未能得到C的任何信息，量子比特B處于四個任意的量子態之一。現今需通過精典通訊通道將A的檢測結果發送到B端，按照A的檢測結果，對B作相應的幺正變換,此時量子比特B的狀態變為C，實現了量子態的傳送。
四、量子通訊技術的發展現況
理想量子通訊與傳統通訊相比，有著安全、無障礙通訊等優勢，但目前仍無法實現，量子檢測、量子態的控制仍在不斷建立，基于糾纏的量子隱型傳態形式仍處在實驗室階段。2012年6月，潘建偉團隊在國際上首次成功實現百公里量級的自由空間量子隱型傳態和糾纏分發，為發射全球首顆“量子通信衛星”奠定了技術基礎。2016年8月16日，中國國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，標志著中國在量子通訊領域又邁出重要一步。“墨子號”的主要科學目標是利用衛星平臺，進行星地高速量子秘鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子秘鑰網路實驗，以期在空間量子通訊實用化方面取得重大突破。并在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱型傳態實驗，舉辦空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。量子技術的迅速發展，喻示著量子科技的無線前景，將給人類生活和生產帶來革命性的成果，對國防、對經濟有著重要影響。因而，我們應推動量子通訊技術實用化進程，在國際技術競爭中搶占有利地位。